@article{WestburyDalerumbNorenetal.2017,
  author    = {Westbury, Michael V. and Dalerumb, Fredrik and Noren, Karin and Hofreiter, Michael},
  title     = {Complete mitochondrial genome of a bat-eared fox (Otocyon megalotis), along with phylogenetic considerations},
  series = {Mitochondrial DNA. Part B},
  volume    = {2},
  journal   = {Mitochondrial DNA. Part B},
  number    = {1},
  publisher = {Routledge, Taylor \& Francis Group},
  address   = {London},
  issn      = {2380-2359},
  doi       = {10.1080/23802359.2017.1331325},
  pages     = {298 -- 299},
  year      = {2017},
  abstract  = {The bat-eared fox, Otocyon megalotis, is the only member of its genus and is thought to occupy a basal position within the dog family. These factors can lead to challenges in complete mitochondrial reconstructions and accurate phylogenetic positioning. Here, we present the first complete mitochondrial genome of the bat-eared fox recovered using shotgun sequencing and iterative mapping to three distantly related species. Phylogenetic analyses placed the bat-eared fox basal in the Canidae family within the clade including true foxes (Vulpes) and the raccoon dog (Nyctereutes) with high support values. This position is in good agreement with previously published results based on short fragments of mitochondrial and nuclear genes, therefore adding more support to the basal positioning of the bat-eared fox within Canidae.},
  language  = {en}
}
@misc{WardelmannRathCastroetal.2021,
  author    = {Wardelmann, Kristina and Rath, Michaela and Castro, Jos{\´e} Pedro and Bl{\"u}mel, Sabine and Schell, Mareike and Hauffe, Robert and Schumacher, Fabian and Flore, Tanina and Ritter, Katrin and Wernitz, Andreas and Hosoi, Toru and Ozawa, Koichiro and Kleuser, Burkhard and Weiß, J{\"u}rgen and Sch{\"u}rmann, Annette and Kleinridders, Andr{\´e}},
  title     = {Central acting Hsp10 regulates mitochondrial function, fatty acid metabolism and insulin sensitivity in the hypothalamus},
  series = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  journal   = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  number    = {5},
  issn      = {1866-8372},
  doi       = {10.25932/publishup-52298},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-522985},
  pages     = {24},
  year      = {2021},
  abstract  = {Mitochondria are critical for hypothalamic function and regulators of metabolism. Hypothalamic mitochondrial dysfunction with decreased mitochondrial chaperone expression is present in type 2 diabetes (T2D). Recently, we demonstrated that a dysregulated mitochondrial stress response (MSR) with reduced chaperone expression in the hypothalamus is an early event in obesity development due to insufficient insulin signaling. Although insulin activates this response and improves metabolism, the metabolic impact of one of its members, the mitochondrial chaperone heat shock protein 10 (Hsp10), is unknown. Thus, we hypothesized that a reduction of Hsp10 in hypothalamic neurons will impair mitochondrial function and impact brain insulin action. Therefore, we investigated the role of chaperone Hsp10 by introducing a lentiviral-mediated Hsp10 knockdown (KD) in the hypothalamic cell line CLU-183 and in the arcuate nucleus (ARC) of C57BL/6N male mice. We analyzed mitochondrial function and insulin signaling utilizing qPCR, Western blot, XF96 Analyzer, immunohistochemistry, and microscopy techniques. We show that Hsp10 expression is reduced in T2D mice brains and regulated by leptin in vitro. Hsp10 KD in hypothalamic cells induced mitochondrial dysfunction with altered fatty acid metabolism and increased mitochondria-specific oxidative stress resulting in neuronal insulin resistance. Consequently, the reduction of Hsp10 in the ARC of C57BL/6N mice caused hypothalamic insulin resistance with acute liver insulin resistance.},
  language  = {en}
}
@article{WardelmannRathCastroetal.2021,
  author    = {Wardelmann, Kristina and Rath, Michaela and Castro, Jos{\´e} Pedro and Bl{\"u}mel, Sabine and Schell, Mareike and Hauffe, Robert and Schumacher, Fabian and Flore, Tanina and Ritter, Katrin and Wernitz, Andreas and Hosoi, Toru and Ozawa, Koichiro and Kleuser, Burkhard and Weiß, J{\"u}rgen and Sch{\"u}rmann, Annette and Kleinridders, Andr{\´e}},
  title     = {Central acting Hsp10 regulates mitochondrial function, fatty acid metabolism and insulin sensitivity in the hypothalamus},
  series = {Antioxidants},
  volume    = {10},
  journal   = {Antioxidants},
  number    = {5},
  publisher = {MDPI},
  address   = {Basel},
  issn      = {2076-3921},
  doi       = {10.3390/antiox10050711},
  pages     = {22},
  year      = {2021},
  abstract  = {Mitochondria are critical for hypothalamic function and regulators of metabolism. Hypothalamic mitochondrial dysfunction with decreased mitochondrial chaperone expression is present in type 2 diabetes (T2D). Recently, we demonstrated that a dysregulated mitochondrial stress response (MSR) with reduced chaperone expression in the hypothalamus is an early event in obesity development due to insufficient insulin signaling. Although insulin activates this response and improves metabolism, the metabolic impact of one of its members, the mitochondrial chaperone heat shock protein 10 (Hsp10), is unknown. Thus, we hypothesized that a reduction of Hsp10 in hypothalamic neurons will impair mitochondrial function and impact brain insulin action. Therefore, we investigated the role of chaperone Hsp10 by introducing a lentiviral-mediated Hsp10 knockdown (KD) in the hypothalamic cell line CLU-183 and in the arcuate nucleus (ARC) of C57BL/6N male mice. We analyzed mitochondrial function and insulin signaling utilizing qPCR, Western blot, XF96 Analyzer, immunohistochemistry, and microscopy techniques. We show that Hsp10 expression is reduced in T2D mice brains and regulated by leptin in vitro. Hsp10 KD in hypothalamic cells induced mitochondrial dysfunction with altered fatty acid metabolism and increased mitochondria-specific oxidative stress resulting in neuronal insulin resistance. Consequently, the reduction of Hsp10 in the ARC of C57BL/6N mice caused hypothalamic insulin resistance with acute liver insulin resistance.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Thierbach2004,
  author    = {Thierbach, Ren{\´e}},
  title     = {Identifikation des mitochondrialen Proteins Frataxin als stoffwechselmodulierenden Tumorsuppressor},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-0001943},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2004},
  abstract  = {Die Krebsentstehung wurde vor rund 80 Jahren auf ver{\"a}nderten zellul{\"a}ren Energiestoffwechsel zur{\"u}ckgef{\"u}hrt. Diese Hypothese konnte bisher weder experimentell bewiesen noch widerlegt werden. Durch den Einsatz zweier Modellsysteme mit unterschiedlicher Expression des mitochondrialen Proteins Frataxin konnte in der vorliegenden Arbeit gezeigt werden, dass der mitochondriale Energiestoffwechsel einen Einfluss auf die Tumorentstehung zu besitzen scheint. Eine Reduktion des mitochondrialen Energiestoffwechsels wurde durch die hepatozytenspezifische Ausschaltung des mitochondrialen Proteins Frataxin in M{\"a}usen erreicht. Der durch das Cre-/loxP-Rekombinasesystem erreichte organspezifische Knock-out wurde auf Transkriptions- und Translationsebene nachgewiesen. Anhand verminderter Aconitaseaktivit{\"a}t, geringeren Sauerstoffverbrauches und reduzierten ATP-Gehaltes im Lebergewebe wurde ein signifikant verminderter Energiestoffwechsel dargestellt. Zwar entsprach die Genotypenverteilung in den Versuchsgruppen der erwarteten Mendelschen Verteilung, dennoch war die mittlere Lebenserwartung der Knock-out-Tiere mit ca. 30 Wochen stark reduziert. Bereits in jungem Alter war bei diesen Tieren die Ausbildung von pr{\"a}neoplastischen Herden zu beobachten. Mit proteinbiochemischen Nachweistechniken konnte in Lebergewebe 4-8 Wochen alter Tiere eine verst{\"a}rkte Aktivierung des Apoptosesignalweges (Cytochrom C im Zytosol, verst{\"a}rkte Expression von Bax) sowie eine Modulation stressassoziierter Proteine (geringere Phosphorylierungsrate p38-MAPK, vermehrte Expression HSP-25, verminderte Expression HSP-70) aufgezeigt werden. Im inversen Ansatz wurde eine Steigerung des mitochondrialen Energiestoffwechsels durch stabile transgene Frataxin{\"u}berexpression in zwei Kolonkarzinomzelllinien erreicht. Diese Steigerung zeigte sich durch erh{\"o}hte Aconitaseaktivit{\"a}t, erh{\"o}hten Sauerstoffverbrauch, gesteigertes mitochondriales Membranpotenzial und erh{\"o}hten ATP-Gehalt in den Zellen. Die frataxin{\"u}berexprimierenden Zellen wuchsen signifikant langsamer als Kontrollzellen und zeigten im Soft-Agar-Assay und im Nacktmausmodell ein deutlich geringeres Potenzial zur Ausbildung von Kolonien bzw. Tumoren. Mittels Immunoblot war hier eine vermehrte Phosphorylierung der p38-MAPK festzustellen. Die zusammenfassende Betrachtung beider Modelle zeigt, dass ein reduzierter mitochondrialer Energiestoffwechsel durch Regulation der p38-MAPK und apoptotischer Signalwege ein erh{\"o}htes Krebsrisiko zu verursachen vermag.},
  language  = {de}
}
@article{SchellChudobaLeboucheretal.2020,
  author    = {Schell, Mareike and Chudoba, Chantal and Leboucher, Antoine and Alfine, Eugenia and Flore, Tanina and Ritter, Katrin and Weiper, Katharina and Wernitz, Andreas and Henkel, Janin and Kleinridders, Andr{\´e}},
  title     = {Interplay of Dietary Fatty Acids and Cholesterol Impacts Brain Mitochondria and Insulin Action},
  series = {Nutrients},
  volume    = {12},
  journal   = {Nutrients},
  number    = {5},
  publisher = {MDPI},
  address   = {Basel},
  issn      = {2072-6643},
  doi       = {10.3390/nu12051518},
  pages     = {22},
  year      = {2020},
  abstract  = {Overconsumption of high-fat and cholesterol-containing diets is detrimental for metabolism and mitochondrial function, causes inflammatory responses and impairs insulin action in peripheral tissues. Dietary fatty acids can enter the brain to mediate the nutritional status, but also to influence neuronal homeostasis. Yet, it is unclear whether cholesterol-containing high-fat diets (HFDs) with different combinations of fatty acids exert metabolic stress and impact mitochondrial function in the brain. To investigate whether cholesterol in combination with different fatty acids impacts neuronal metabolism and mitochondrial function, C57BL/6J mice received different cholesterol-containing diets with either high concentrations of long-chain saturated fatty acids or soybean oil-derived poly-unsaturated fatty acids. In addition, CLU183 neurons were stimulated with combinations of palmitate, linoleic acid and cholesterol to assess their effects on metabolic stress, mitochondrial function and insulin action. The dietary interventions resulted in a molecular signature of metabolic stress in the hypothalamus with decreased expression of occludin and subunits of mitochondrial electron chain complexes, elevated protein carbonylation, as well as c-Jun N-terminal kinase (JNK) activation. Palmitate caused mitochondrial dysfunction, oxidative stress, insulin and insulin-like growth factor-1 (IGF-1) resistance, while cholesterol and linoleic acid did not cause functional alterations. Finally, we defined insulin receptor as a novel negative regulator of metabolically stress-induced JNK activation.},
  language  = {en}
}
@misc{SchellChudobaLeboucheretal.2020,
  author    = {Schell, Mareike and Chudoba, Chantal and Leboucher, Antoine and Alfine, Eugenia and Flore, Tanina and Ritter, Katrin and Weiper, Katharina and Wernitz, Andreas and Henkel, Janin and Kleinridders, Andr{\´e}},
  title     = {Interplay of Dietary Fatty Acids and Cholesterol Impacts Brain Mitochondria and Insulin Action},
  series = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  journal   = {Postprints der Universit{\"a}t Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe},
  number    = {946},
  issn      = {1866-8372},
  doi       = {10.25932/publishup-47077},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-470773},
  pages     = {24},
  year      = {2020},
  abstract  = {Overconsumption of high-fat and cholesterol-containing diets is detrimental for metabolism and mitochondrial function, causes inflammatory responses and impairs insulin action in peripheral tissues. Dietary fatty acids can enter the brain to mediate the nutritional status, but also to influence neuronal homeostasis. Yet, it is unclear whether cholesterol-containing high-fat diets (HFDs) with different combinations of fatty acids exert metabolic stress and impact mitochondrial function in the brain. To investigate whether cholesterol in combination with different fatty acids impacts neuronal metabolism and mitochondrial function, C57BL/6J mice received different cholesterol-containing diets with either high concentrations of long-chain saturated fatty acids or soybean oil-derived poly-unsaturated fatty acids. In addition, CLU183 neurons were stimulated with combinations of palmitate, linoleic acid and cholesterol to assess their effects on metabolic stress, mitochondrial function and insulin action. The dietary interventions resulted in a molecular signature of metabolic stress in the hypothalamus with decreased expression of occludin and subunits of mitochondrial electron chain complexes, elevated protein carbonylation, as well as c-Jun N-terminal kinase (JNK) activation. Palmitate caused mitochondrial dysfunction, oxidative stress, insulin and insulin-like growth factor-1 (IGF-1) resistance, while cholesterol and linoleic acid did not cause functional alterations. Finally, we defined insulin receptor as a novel negative regulator of metabolically stress-induced JNK activation.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Riedel2019,
  author    = {Riedel, Simona},
  title     = {Characterization of Mitochondrial ABC Transporter Homologues in Rhodobacter capsulatus},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {127},
  year      = {2019},
  abstract  = {ABC-Transporter (ABC abgeleitet von ATP-Binding Cassette) geh{\"o}ren zur Klasse der Transmembran-Proteine und kommen in allen drei Dom{\"a}nen des Lebens vor. Ihr struktureller Aufbau ist dabei stets {\"a}hnlich, wohingegen konservierte Proteinsequenzen selten vorkommen. Die Transporter sind aus zwei lipophilen, membran-durchspannenden Dom{\"a}nen, welche auch TMDs (abgeleitet von Transmembrane spanning Domains) genannt werden, und zwei hydrophilen Dom{\"a}nen, die auch NBDs (abgeleitet von Nucleotide Binding Domains) genannt werden, aufgebaut. Die Vielzahl der durch ABC-Transporter bef{\"o}rderten Molek{\"u}le erkl{\"a}rt dabei die enorme Anzahl diverser TMDs. In den Mitochondrien des Menschen findet man vier ABC-Transporter (ABCB6, ABCB7, ABCB8 und ABCB10) mit funktionellen Homologen in Hefen und Pflanzen. In Bakterien hingegen k{\"o}nnen, mit Ausnahme von Rickettsiae und verwandten Bakterien, keine Homologen zu mitochondrialen ABC-Transportern identifiziert werden. Die transportierten Molek{\"u}le sowie die damit verbundenen Funktionen sind im Einzelnen bislang weitgehend unbekannt. ABCB7 und die entsprechenden Homologen in Hefen (Atm1) und in Pflanzen (ATM3) konnten mit der cytosolischen Eisen-Schwefel-Cluster-Biosynthese in Zusammenhang gebracht werden. Eine schwefelhaltige Verbindung der mitochondrialen Matrix wird mit Hilfe dieses Transporters der cytosolischen Eisen-Schwefel-Cluster-Assemblierung zur Verf{\"u}gung gestellt. Die 2014 publizierten Kristallstrukturen von Atm1 (Hefe) und Atm1 aus Novosphingobium aromaticivorans offenbarten dabei eine hoch konservierte Glutathion-Bindetasche innerhalb der TMDs f{\"u}r ABCB7 Homologe. In der Modellpflanze Arabidopsis thaliana konnte ATM3 zus{\"a}tzlich mit der Biosynthese des Molybd{\"a}n-Cofaktors in Verbindung gebracht werden. In der vorliegenden Arbeit wurde das α-Proteobacterium Rhodobacter capsulatus als Modellorganismus genutzt, um mitochondriale ABC-Transporter Homologe zu untersuchen. Das Bakterium enth{\"a}lt zwei ABC-Transporter-Gene, rcc03139 und rcc02305, die mit den humanen mitochondrialen Transportern große Sequenz{\"u}bereinstimmungen aufweisen (rcc03139: 41 \% respektive 38 \% Identit{\"a}t mit ABCB8 und ABCB10, rcc02305: 47 \% identisch mit ABCB7 und ABCB6). Mit Hilfe erzeugter Interposon-Mutanten (Δrcc02305I und Δrcc03139I) konnte erstmals gezeigt werden, dass bakterielle Transporter funktionell sehr {\"a}hnliche Aufgaben wie die mitochondrialen ABC-Transporter {\"u}bernehmen. Beispielsweise akkumulierten beide Interposon-Mutanten reaktive Sauerstoff-Spezies (ROS) ohne gleichzeitige Akkumulation von Glutathion oder Eisen. Weiterhin konnten wir zeigen, dass, {\"a}hnlich wie bereits f{\"u}r ATM3 postuliert, die Biosynthese des Molybd{\"a}n-Cofaktors in Δrcc02305I ver{\"a}ndert ist. Mit Hilfe einer lebensf{\"a}higen Doppelmutante, in der beide ABC-Transporter-Gene gleichzeitig deletiert wurden, konnten wir ausschließen, dass die beiden bakteriellen ABC-Transporter grunds{\"a}tzlich redundante Funktionen haben. Durch die Analyse des Proteoms von Δrcc03139I im Vergleich zu der des Wildtyps, konnte eine extreme Beeinflussung der Tetrapyrrol Biosynthese sowie entsprechender Zielproteine identifiziert werden. Dies konnte zus{\"a}tzlich durch die Quantifizierung einzelner Zwischenprodukte der Biosynthese best{\"a}tigt werden. Im Gegensatz dazu konnte anhand der Analyse des Proteoms in Verbindung mit analytischen Methoden in Δrcc02305I ein Ungleichgewicht in der Schwefelverteilung identifiziert werden. Zusammen mit der Entdeckung einer Pyridoxalphosphat (PLP) Bindestelle in Rcc02305 und anderen ABCB7-artigen Transportern, welche direkt mit dem Walker-A-Motiv der NBD {\"u}berlappt, erm{\"o}glichte dies eine v{\"o}llig neue Theorie, wie die schwefelhaltige Verbindung transportiert werden kann. Wir gehen davon aus, dass an PLP zun{\"a}chst ein Persulfid produziert wird, welches unmittelbar mit dem Glutathion der transmembranen Bindetasche zu einem gemischten Polysulfid reagiert. Im Anschluss daran wird die ATP-Bindestelle frei und die Hydrolyse des ATPs l{\"o}st eine Konformations{\"a}nderung aus, welche das gemischte Polysulfid ins Periplasma bzw. in den intermembranen Raum freigibt.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{Nerlich2007,
  author    = {Nerlich, Annika},
  title     = {Die Rolle der Phosphatidylserin Decarboxylase f{\"u}r die mitochondriale Phospholipid-Biosynthese in Arabidopsis thaliana},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus-14522},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  year      = {2007},
  abstract  = {Die durch Phosphatidylserin Decarboxylase (PSD) katalysierte Decarboxylierung von Phosphatidylserin (PS) zu Phosphatidylethanolamin (PE) ist f{\"u}r Mitochondrien in Hefe und M{\"a}usen von essentieller Bedeutung. Im Rahmen der vorliegenden Dissertation wurde erstmals die Rolle dieses PE-Syntheseweges in Pflanzen untersucht. Die drei in Arabidopsis identifizierten PSD Gene atPSD1, atPSD2, atPSD3 codieren f{\"u}r Enzyme, die in Membranen der Mitochondrien (atPSD1), der Tonoplasten (atPSD2) und des Endoplasmatischen Retikulums (atPSD3) lokalisiert sind. Der Beitrag der einzelnen PSDs zur PE-Synthese wurde anhand von psd Null-Mutanten untersucht. Dabei stellte sich atPSD3 als das Enzym mit der h{\"o}chsten Aktivit{\"a}t heraus. Alternativ zum PSD-Weg wird in Arabidopsis PE auch mittels Aminoalkohol-phosphotransferase synthetisiert. Der Verlust der gesamten PSD-Aktivit{\"a}t, wie es in der erzeugten psd Dreifachmutante der Fall ist, wirkt sich ausschließlich auf die Lipidzusammensetzung in der Mitochondrienmembran aus. Demzufolge wird extramitochondriales PE haupts{\"a}chlich {\"u}ber die Aminoalkoholphosphotransferase synthetisiert. Die ver{\"a}nderte Lipidzusammensetzung der Mitochondrienmembran hatte jedoch keinen Einfluss auf die Anzahl, Gr{\"o}ße und Ultrastruktur der Mitochondrien sowie auf das ADP/ATP-Verh{\"a}ltnis und die Respiration. Neben der Bereitstellung von Reduktions{\"a}quivalenten beeinflusst die Funktionalit{\"a}t der Mitochondrien auch die Bildung von Bl{\"u}ten- und Staubbl{\"a}ttern. Diese Bl{\"u}tenorgane waren in der psd Dreifachmutante stark ver{\"a}ndert, und der Bl{\"u}tenph{\"a}notyp {\"a}hnelte der APETALA3-Mutante. Dieses hom{\"o}otische Gen ist f{\"u}r die Ausbildung von Bl{\"u}ten- und Staubbl{\"a}ttern verantwortlich. F{\"u}r die Erzeugung der Mutanten psd2-1 und psd3-1 wurde ein T-DNA Vektor verwendet, der den Promotor des APETALA3 Gens enthielt, welcher in den Mutanten psd2-1, psd3-1 sowie psd2-1psd3-1 und der psd1psd2-1psd3-1 Dreifachmutante eine vergleichbare Co-Suppression des APETALA3 Gens hervorruft. Der Bl{\"u}tenph{\"a}notyp trat jedoch nur in der psd Dreifachmutante auf, da nur in ihr die Kombination von geringen Funktionst{\"o}rungen der Mitochondrien, hervorgerufen durch ver{\"a}nderte Lipidzusammensetzung, mit der Co-Suppression von APETALA3 auftritt.},
  language  = {de}
}
@article{JohannKleinertKlaus2021,
  author    = {Johann, Kornelia and Kleinert, Maximilian and Klaus, Susanne},
  title     = {The role of GDF15 as a myomitokine},
  series = {Cells},
  volume    = {10},
  journal   = {Cells},
  number    = {11},
  publisher = {MDPI},
  address   = {Basel},
  issn      = {2073-4409},
  doi       = {10.3390/cells10112990},
  pages     = {16},
  year      = {2021},
  abstract  = {Growth differentiation factor 15 (GDF15) is a cytokine best known for affecting systemic energy metabolism through its anorectic action. GDF15 expression and secretion from various organs and tissues is induced in different physiological and pathophysiological states, often linked to mitochondrial stress, leading to highly variable circulating GDF15 levels. In skeletal muscle and the heart, the basal expression of GDF15 is very low compared to other organs, but GDF15 expression and secretion can be induced in various stress conditions, such as intense exercise and acute myocardial infarction, respectively. GDF15 is thus considered as a myokine and cardiokine. GFRAL, the exclusive receptor for GDF15, is expressed in hindbrain neurons and activation of the GDF15-GFRAL pathway is linked to an increased sympathetic outflow and possibly an activation of the hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) stress axis. There is also evidence for peripheral, direct effects of GDF15 on adipose tissue lipolysis and possible autocrine cardiac effects. Metabolic and behavioral outcomes of GDF15 signaling can be beneficial or detrimental, likely depending on the magnitude and duration of the GDF15 signal. This is especially apparent for GDF15 production in muscle, which can be induced both by exercise and by muscle disease states such as sarcopenia and mitochondrial myopathy.},
  language  = {en}
}
@phdthesis{IgualGil2022,
  author    = {Igual Gil, Carla},
  title     = {Role of the GDF15-GFRAL pathway under skeletal muscle mitochondrial stress},
  doi       = {10.25932/publishup-55469},
  url       = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:517-opus4-554693},
  school      = {Universit{\"a}t Potsdam},
  pages     = {IXIII, 73, XVII},
  year      = {2022},
  abstract  = {Growth differentiation factor 15 (GDF15) is a stress-induced cytokine secreted into the circulation by a number of tissues under different pathological conditions such as cardiovascular disease, cancer or mitochondrial dysfunction, among others. While GDF15 signaling through its recently identified hindbrain-specific receptor GDNF family receptor alpha-like (GFRAL) has been proposed to be involved in the metabolic stress response, its endocrine role under chronic stress conditions is still poorly understood. Mitochondrial dysfunction is characterized by the impairment of oxidative phosphorylation (OXPHOS), leading to inefficient functioning of mitochondria and consequently, to mitochondrial stress. Importantly, mitochondrial dysfunction is among the pathologies to most robustly induce GDF15 as a cytokine in the circulation. The overall aim of this thesis was to elucidate the role of the GDF15-GFRAL pathway under mitochondrial stress conditions. For this purpose, a mouse model of skeletal muscle-specific mitochondrial stress achieved by ectopic expression of uncoupling protein 1 (UCP1), the HSA-Ucp1-transgenic (TG) mouse, was employed. As a consequence of mitochondrial stress, TG mice display a metabolic remodeling consisting of a lean phenotype, an improved glucose metabolism, an increased metabolic flexibility and a metabolic activation of white adipose tissue. Making use of TG mice crossed with whole body Gdf15-knockout (GdKO) and Gfral-knockout (GfKO) mouse models, this thesis demonstrates that skeletal muscle mitochondrial stress induces the integrated stress response (ISR) and GDF15 in skeletal muscle, which is released into the circulation as a myokine (muscle-induced cytokine) in a circadian manner. Further, this work identifies GDF15-GFRAL signaling to be responsible for the systemic metabolic remodeling elicited by mitochondrial stress in TG mice. Moreover, this study reveals a daytime-restricted anorexia induced by the GDF15-GFRAL axis under muscle mitochondrial stress, which is, mechanistically, mediated through the induction of hypothalamic corticotropin releasing hormone (CRH). Finally, this work elucidates a so far unknown physiological outcome of the GDF15-GFRAL pathway: the induction of anxiety-like behavior. In conclusion, this study uncovers a muscle-brain crosstalk under skeletal muscle mitochondrial stress conditions through the induction of GDF15 as a myokine that signals through the hindbrain-specific GFRAL receptor to elicit a stress response leading to metabolic remodeling and modulation of ingestive- and anxiety-like behavior.},
  language  = {en}
}